基于一種數字可調級步進式穩壓電源的設計

本數字可調級步進式穩壓電源將數字技術作為源電源電路控制部分，以脈沖信號作同步可持續調諧，具有穩定控制和連續選擇性能。其組織結構由數控電路、D／A數模轉換電路、可調穩壓電路以及供電電路組成。技術指標為：輸出直流電源調節范圍為5～20 V，波紋小于10；穩壓系數小于0.2；輸出電流為500 mA，數字可調級穩壓電源方塊如圖1所示。

1 數字可調級穩壓電路的設計

可選用IN4001型整流二極管，選用容量為1 000 μF，耐壓50 V的濾波電容可濾除高頻干擾、改善動態性能，并聯電容選用0.01～0.1 μF高頻瓷片電容。

集成穩壓器可選用CW7805型三端穩壓器，其最大輸出電流可達1.5 A，能夠滿足設計指標要求。穩壓調整控制端接有兩級運算放大器，形成調整端與輸出端的電壓步進增減關系，由電路得知：

2 數字可調級D／A數模轉換電路的設計

數字可調級D／A數模轉換電路主要是將數字控制電路發出的數字信號轉換成模擬電壓信號，實現電壓步進控制，其電路采用4位DAC權電阻網絡，其輸入信號是由數字控制端的數碼輸出信號接入，設輸入信號的高、低電平分別為VH=5 V，VL=0 V，由電路得知：

3 數字可調級電路的設計

數字可調級電路是數字可調級穩壓電源的控制電路，它利用數字電路的快捷傳輸脈沖作用，最終控制輸出電壓的取值，其電路采用74LS193雙時鐘4位二進制同步可逆計數器，在同步脈沖CP+和CP-的作用下，計數器做增／減數字輸出，以調節控制D／A數模轉換電路轉換。脈沖電路由雙穩態集成電路74LS123構成，有雙觸發鍵控制正負脈沖，每當按一次按鈕時，脈沖電路便會輸出一個0.1 s的單脈沖以控制計數器的脈沖CP+和CP-的輸入端，產生數字信號，如圖2所示。

4 各電路供電電源的設計

在電路中，運算放大器和數字電路都需要有單獨的供電電源，運算放大器所需要的電源電壓為±15 V，可選用三端集成穩壓器CW7815和CW7915；數字電路所需電源為5 V，可選用三端集成穩壓器CW7805，三部穩壓器均由變壓、整流電路同時供電，濾波電容選用容量為470μF，耐壓50 V的電解電容，并聯電容選用0.033μF高頻瓷片電容，電路的設計如圖3所示。

5 結 語

本設計在此框架內可根據用電氣需要適度放寬變壓范圍，在電路整體安裝時應盡量減少占有空間、緊湊結合、縮小體積結構。在用電器使用時，首先應確定電源部分正常再接人電路中使用。在一般電源出現故障后若是初級電路問題可能會導致穩壓輸出增高，致使用電器損壞。所以，保護使用好電源是保證用電器長久使用的重要方面。本電源在實驗中各技術指標均能達到良好狀態。